第六章 目標距離的測量

1、2rctR2rRtc2rctR早期雷達均用顯示器作為終端，在顯示器畫面上根據(jù)掃掠早期雷達均用顯示器作為終端，在顯示器畫面上根據(jù)掃掠量程和回波位置直接測讀延遲時間。量程和回波位置直接測讀延遲時間。現(xiàn)代雷達常采用電子設備自動測讀回波到達的延遲時間?，F(xiàn)代雷達常采用電子設備自動測讀回波到達的延遲時間。顯示器掃描速度顯示器掃描速度6.1.1 基本原理基本原理系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)各部分固定延遲所帶來的誤差。系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)各部分固定延遲所帶來的誤差。隨機誤差：偶然因素造成。隨機誤差：偶然因素造成。距離顯示器的誤差：刻度誤差、亮點直徑誤差、慣性誤差等距離顯示器的誤差：刻度誤差、亮點直徑誤差、慣性誤差等由由 求導可得

2、：求導可得：電波傳播速度變化產(chǎn)生的影響：電波傳播速度變化產(chǎn)生的影響：大氣折射引起的誤差：標準大氣折射引起的誤差：標準16m測讀方法誤差：測讀方法誤差： d、x （模擬），量化誤差（數(shù)字）（模擬），量化誤差（數(shù)字）6.1.2 影響測距精度的因素影響測距精度的因素5從而：從而：6.1.3 距離分辨力和測距范圍距離分辨力和測距范圍光點直徑光點直徑d兩個點目標回波的兩個點目標回波的矩形脈沖間的間隔矩形脈沖間的間隔顯示器掃描速度顯示器掃描速度距離分辨力：距離分辨力：人工測距人工測距電子測距電子測距簡單脈沖雷達距離分辨力：簡單脈沖雷達距離分辨力：脈沖壓縮雷達距離分辨力：脈沖壓縮雷達距離分辨力：脈沖寬度脈沖

3、寬度雷達信號的有效帶寬雷達信號的有效帶寬最小可測距離最小可測距離雷達可測量的最近目標的距離雷達可測量的最近目標的距離最大單值測距范圍最大單值測距范圍由脈沖重復周期由脈沖重復周期Tr確定確定特殊場合，雷達重復頻率不能滿足單值測距要求，此時特殊場合，雷達重復頻率不能滿足單值測距要求，此時通常選擇：通常選擇：出現(xiàn)測距模糊出現(xiàn)測距模糊雙重頻判距離模糊雙重頻判距離模糊t1t2三重頻判距離模糊三重頻判距離模糊例：例：m17， m28， m39， A13， A25， A37，求目標的真實距離，求目標的真實距離RP176，圖6.6b在每在每M個發(fā)射脈沖中舍棄一個，作為發(fā)射脈沖串的個發(fā)射脈沖中舍棄一個，作為發(fā)射

4、脈沖串的附加標志；設從附加標志；設從A1到到AM共共M個脈沖，其中個脈沖，其中A2不發(fā)不發(fā)射。與之對應的接收回波串同樣是每射。與之對應的接收回波串同樣是每M個脈沖中少個脈沖中少一個。從一個。從A2開始，逐個累計發(fā)射脈沖數(shù)，直到某開始，逐個累計發(fā)射脈沖數(shù)，直到某一發(fā)射脈沖后缺少一個回波脈沖，累計的數(shù)值就是一發(fā)射脈沖后缺少一個回波脈沖，累計的數(shù)值就是回波跨越的重復周期數(shù)。回波跨越的重復周期數(shù)。顯然顯然舍脈沖法判模糊時，每組脈沖數(shù)舍脈沖法判模糊時，每組脈沖數(shù)M應滿足應滿足最遠目標所對應的跨周期數(shù)最遠目標所對應的跨周期數(shù)測得時延測得時延調頻法測距可用于連續(xù)波雷達，也可用于脈沖雷達調頻法測距可用于連續(xù)波

5、雷達，也可用于脈沖雷達連續(xù)發(fā)射的信號具有頻率調制的標志后即可用以測連續(xù)發(fā)射的信號具有頻率調制的標志后即可用以測定目標的距離。定目標的距離。設發(fā)射信號頻率設發(fā)射信號頻率 ft 在一定時間在一定時間T 內線性增加，內線性增加，則回波信號則回波信號fr 頻率和發(fā)射信號頻率變化相同，頻率和發(fā)射信號頻率變化相同，只在時間上延遲了只在時間上延遲了tR （回波時延）。如圖：（回波時延）。如圖：Bf0TtRtRf（t）tfb（t）t差拍頻率差拍頻率調頻周期調頻周期調頻帶寬調頻帶寬利用利用FFT技術對信號進行頻譜分析時，分析精度主要受制于技術對信號進行頻譜分析時，分析精度主要受制于混疊效應、量化誤差、泄漏效應與

6、柵欄效應?；殳B效應和混疊效應、量化誤差、泄漏效應與柵欄效應?；殳B效應和量化誤差是模擬信號數(shù)字化過程中引起的。泄漏效應和柵量化誤差是模擬信號數(shù)字化過程中引起的。泄漏效應和柵欄效應時離散傅立葉變換所固有的。由于欄效應時離散傅立葉變換所固有的。由于FFT的柵欄效應，的柵欄效應，直接采用直接采用FFT所獲得的距離譜具有固定的采樣間隔所獲得的距離譜具有固定的采樣間隔 R ，從，從而產(chǎn)生而產(chǎn)生 R/2的測距誤差，這使得測距雷達在近距離下測量的測距誤差，這使得測距雷達在近距離下測量的相對誤差較大。分析表明，增加的相對誤差較大。分析表明，增加FFT的譜線數(shù)量提高頻譜的譜線數(shù)量提高頻譜分辨率可以削弱泄漏效應和柵

7、欄效應。但是由于增加了采分辨率可以削弱泄漏效應和柵欄效應。但是由于增加了采樣長度，將增加時間開銷。樣長度，將增加時間開銷。由于相位計不能測出大于由于相位計不能測出大于360的相位差，的相位差，會產(chǎn)生距離模糊；會產(chǎn)生距離模糊；且在目標反射過程中會引入附加相移，該附加相移是且在目標反射過程中會引入附加相移，該附加相移是未知量，未知量，會引起測距誤差。目前，解距離模糊的常用方法主要有：相會引起測距誤差。目前，解距離模糊的常用方法主要有：相位編碼解距離模糊、雙頻率相位法測距、多頻連續(xù)波位編碼解距離模糊、雙頻率相位法測距、多頻連續(xù)波(MFCW)測距等測距等。 搜索搜索截獲截獲跟蹤跟蹤發(fā)現(xiàn)目標發(fā)現(xiàn)目標首次

8、測定參數(shù)首次測定參數(shù)連續(xù)測量連續(xù)測量丟失目標丟失目標采用移動的電刻度作為時間基準，操作員按顯示采用移動的電刻度作為時間基準，操作員按顯示器上的畫面，將電刻度對準目標回波，從控制器器上的畫面，將電刻度對準目標回波，從控制器度盤或計數(shù)器上讀出移動電刻度的準確時延即可度盤或計數(shù)器上讀出移動電刻度的準確時延即可代表目標距離。代表目標距離。產(chǎn)生移動的電刻度，且其時延可精確讀出。產(chǎn)生移動的電刻度，且其時延可精確讀出。鋸齒法粗測，鋸齒法粗測的移動波門內用相位法鋸齒法粗測，鋸齒法粗測的移動波門內用相位法產(chǎn)生精測移動指標。產(chǎn)生精測移動指標。電刻度自動跟蹤目標回波，并連續(xù)給出目標距離數(shù)據(jù)。電刻度自動跟蹤目標回波，并連續(xù)給出目標距離數(shù)據(jù)。具體包含搜索、捕獲、自動跟蹤三個部分。具體包含搜索、捕獲、自動跟蹤三個部分。當跟蹤脈沖和回波脈沖在當跟蹤脈沖和回波脈沖在時間上重合時，其延遲時時間上重合時，其延遲時